CN201771670U - 波浪发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种波浪发电机，包括：能量转换装置、传动轴及发电机，能量转换装置包括潜水平台、浮体及固定支架，固定支架包括固定架及立柱，固定架呈横向设置的矩形框状，立柱的底端与潜水平台固定连接，立柱的顶端与固定架固定连接，传动轴枢接于固定架上与发电机连接，其能量转换装置还包括第一飞轮、第二飞轮、第一齿条及第二齿条，飞轮套设于传动轴上，浮体包括浮块及齿柱，齿柱呈纵向设置的矩形框状，齿柱的下端与浮体固定连接，齿柱的上端穿过固定架的矩形框，齿条呈纵向且平行的设置于齿柱的矩形框内两内壁上，飞轮伸入齿柱的矩形框内并与齿条啮合。本实用新型是可以利用海洋波浪发电的、投入成本低、能够广泛推广应用的波浪发电机。

Description

波浪发电机 

技术领域

本实用新型涉及清洁能源的发电设备，更具体地涉及一种利用海洋的波浪进行发电的波浪发电机。 

背景技术

随着世界工业经济的发展、人口的剧增、人类生产生活方式的无节制，世界气候面临越来越严重的问题，二氧化碳排放量越来越大，地球臭氧层正遭受前所未有的危机，全球灾难性气候变化屡屡出现，已经严重危害到人类的生存环境和健康安全，即使人类曾经引以为豪的高速增长也因气候变化而大打折扣，因此，各国曾呼唤“绿色经济”的发展模式和统计方式。 

低碳经济，是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。“低碳经济”的理想形态是充分发展“阳光经济”、“风能经济”、“氢能经济”、“生物质能经济”。它的实质是高能源利用效率和清洁能源结构、追求绿色经济增长的问题，核心是能源技术创新、制度创新和人类生存发展观念的根本性转变。在此背景下，“碳足迹”、“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活方式”、“低碳社会”、“低碳城市”、“低碳世界”等一系列新概念、新政策应运而生。而能源与经济以至价值观实行大变革的结果，可能将为逐步迈向生态文明走出一条新路，即，摈弃20世纪的传统增长模式，直接应用新世纪的创新技术，通过低碳经济模式与低碳生活方式，实现可持续发展。发展低碳经济已经成为全球共识，各国政府都极其重视发展低碳经济。 

海洋能也是一种新型的可再生资源，因此应该充分利用海洋资源为人类的经济发展做出贡献，目前已经有几类比较常见的依靠波浪来进行发电的发电设 备。海洋能源的发电设备往往都是比较大型的，投入的成本比较高，不利于大范围的推广应用。 

现有技术的第一类是：利用波浪的能量使一个已定的容器内气体压缩，产生高压气流，再用高压气流吹动叶片转动从而带动发电机发电。此类发电机的缺点是：只有波浪比较大的情况下，才能产生比较大的气流，吹动发电机进行发电。 

现有技术的第二类是：利用波浪的沉浮力，推动活塞，使得活塞内的少量海水提升，升到高位置的蓄水池内，再利用水落差压力带动水轮发电。此类发电机的缺点是：建蓄水池要占用比较大的陆地面积，而且还破坏了周边的生态环境。 

现有技术的第三类是：鸭点头式波浪发电机，其原理为利用波浪的冲击力推动机械的运转，此类发电机的缺点是：只能利用波浪的冲击力，而不能利用波浪的下沉力，能量的转换效率比较低。 

因此，亟需一种可以利用海洋波浪发电的、投入成本低、能够广泛推广应用的波浪发电机。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可以利用海洋波浪发电的、投入成本低、能够广泛推广应用的波浪发电机。 

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种波浪发电机，包括：能量转换装置、传动轴及发电机，所述能量转换装置将波浪能转换成机械能并通过传动轴传给所述发电机进行发电，所述能量转换装置包括潜水平台、浮体及固定支架，所述固定支架包括固定架及立柱，所述固定架呈横向设置的矩形框状，所述立柱的底端与所述潜水平台固定连接，所述立柱的顶端与所述固定架固定连接，所述传动轴枢接于所述固定架上与所述发电机连接，其中，所述能量转换装置包括第一飞轮、第二飞轮、第一齿条及第二齿条，所述第一飞轮及所述第二飞轮呈并排且正向的套设于所述传动轴上，所述浮体包括浮块及齿柱，所述齿柱呈纵向设置的矩形框状，所述齿柱的下端与所述浮体固定连接，所述齿柱 的上端穿过所述固定架的矩形框，所述第一齿条及第二齿条呈纵向且平行的设置于所述齿柱的矩形框内两内壁上，所述第一飞轮伸入所述齿柱的矩形框内与所述第一齿条啮合，所述第二飞轮伸入所述齿柱的矩形框内与所述第二齿条啮合；所述浮体上升时，所述第一齿条上升带动所述第一飞轮正转，所述第一飞轮正转带动所述传动轴正转，此时所述第二飞轮反向空转；所述浮体下降时，所述第二齿条下降带动所述第二飞轮正转，所述第二飞轮正转带动所述传动轴正转，此时所述第一飞轮反向空转；所述传动轴始终为正转带动所述发电机持续发电。 

较佳地，所述第一飞轮的外圈与所述第一齿条啮合，所述第二飞轮的外圈与所述第二齿条啮合，所述传动轴固定的穿过所述第一飞轮及所述第二飞轮。所述第一飞轮的外圈与内圈同方向转动带动所述传动轴转动，所述第一飞轮的外圈与内圈异方向转动则不带动所述传动轴转动，所述第二飞轮的外圈与内圈同方向转动带动所述传动轴转动，所述第二飞轮的外圈与内圈异方向转动则不带动所述传动轴转动。 

较佳地，所述发电机连接于所述固定架上。因此所述发电机可以脱离陆地，有利于本实用新型拖到有需要发电之处进行工作。 

较佳地，所述浮体呈中空结构。设置所述浮体为中空结构能够通过加减其重量调整浮力和沉力，使得所述浮体受到的浮力与所述浮体本身的重量大致相同，因而才能使得所述浮体的升力和其降力大致相同，此外当大风浪来临，可以将所述浮体灌满水儿使之潜入海，从而避开大风浪。 

较佳地，所述能量转换装置还包括配重物，所述配重物与所述潜水平台可拆卸的连接。设置所述配重物能够使得所述潜水平台稳定在适当的水面下，承受得住波浪的浮力和沉力，以及所述浮体的运动力。 

较佳地，所述能量转换装置还包括有导轮，所述导轮与所述浮块固定连接，所述导轮上开设有导槽，所述立柱呈滑动的嵌入所述导槽内。通过所述导轮与所述立柱的配合，使得所述浮体在受到波浪冲击时，能够保持在设置位平稳的自由升降，确保正常发电。 

较佳地，还包括有蓄能弹簧，所述蓄能弹簧设置于所述传动轴与所述变速箱之间，所述传动轴通过所述蓄能弹簧与所述变速箱连接。设置所述蓄能弹簧 能够起到一个比较好的缓冲作用和蓄能作用，当波浪猛烈的抛起所述浮体时，所述蓄能弹簧能够将这股猛烈力缓慢传递到所述变速箱。 

较佳地，所述能量转换装置还包括有限位轮，所述限位轮装设于所述固定架上，所述齿柱嵌入所述限位轮内。如此设置能确保所述齿柱在竖直方向上运动，避免发生偏移。 

较佳地，所述能量转换装置还包括有变速箱，所述变速箱连接于所述蓄能弹簧与所述发电机之间。通过所述变速箱将所述传动轴的速度进行调整均匀，达到一个更加利于发电的转速。 

与现有技术相比，本实用新型波浪发电机可以像船一样拖到需要发电之处进行发电，不占用陆地面积和破坏生态化境，且由于所述能量转换装置包括飞轮及齿条，所述飞轮套设于所述传动轴上，所述浮体包括浮块及齿柱，所述齿柱呈纵向设置的矩形框状，所述齿柱的下端与所述浮体固定连接，所述齿柱的上端穿过所述固定架的矩形框，所述齿条呈纵向且平行的设置于所述齿柱的矩形框内两内壁上，所述飞轮伸入所述齿柱的矩形框内并与所述齿条啮合。当波浪的升力推动所述浮体上升时或所述浮体下降时，所述齿条与所述飞轮配合，使上升力和下降力转换成单方向的运动力。即，当所述浮体随波浪上浮时，其中一组相互啮合的所述齿条与飞轮正转，带动所述传动轴转动，而另外一组相互啮合的所述齿条与飞轮反转，根据飞轮的工作原理，反转的飞轮不会带动所述传动轴反转，同理，当浮体随波浪下沉时，原先反转的飞轮变成正转带动所述传动轴转动，而正转的飞轮反转，不带动所述传动轴转动，波浪不停的浮沉，因此所述飞轮不停的正反转动，而所述传动轴始终保持在一个方向的正转，从而所述传动轴带动所述发电机进行发电。本实用新型波浪发电机利用水中的波浪使浮体在潜水平台上不断的上升和下降运动，浮体不断的上升和下降所产生的势能差通过第一飞轮与第一齿条的啮合或第二飞轮与第二齿条啮合的将所述是势能差转化传动轴的连续的正向转动，由上述可知，无论浮体上升还是下降传动轴始终保持正向转动，因此本实用新型通过传动轴连续的正向转动带动发电机发电，从而实现本实用新型波浪发电机设备利用波浪发电的目的；此外本 实用新型波浪发电机能够利用潮汐能进行发电，此外，其不受海水的深浅的影响，亦不需要在海底打桩固定，结构简单，成本低廉，有利于推广应用。 

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。 

附图说明

图1为本实用新型波浪发电机的一个实施例的结构示意图。 

图2为本实用新型波浪发电机的能量转换装置的结构示意图。 

图3为图2所示本实用新型波浪发电机的能量转换装置的一个种状态图。 

图4为图2所示本实用新型波浪发电机的能量转换装置的分解图。 

图5为本实用新型波浪发电机另外一个角度的结构示意图。 

图6为本实用新型波浪发电机又一个角度的结构示意图。 

图7为本实用新型波浪发电机再一个角度的结构示意图。 

图8为本实用新型波浪发电机飞轮与齿条配合的结构示意图。 

图9为图8所示的本实用新型波浪发电机飞轮与齿条配合另外一个角度的结构示意图。 

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，如图1-7所示，在本实施例中，本实用新型提供的波浪发电机100，包括：能量转换装置10、传动轴20及发电机30，所述能量转换装置10将波浪能转换成机械能并通过传动轴20传给所述发电机30进行发电，所述能量转换装置10包括潜水平台11、浮体12及固定支架13，所述固定支架13包括固定架13a及立柱13b，所述固定架13a呈横向设置的矩形框状13c，所述立柱13b的底端与所述潜水平台11固定连接，所述立柱13b的顶端与所述固定架13a固定连接，所述传动轴20枢接于所述固定架13a上与所述发电机30连接，其中，所述能量转换装置10包括第一飞轮14a、第二飞轮14b、第一齿条 15a及第二齿条15b，所述第一飞轮14a及所述第二飞轮14b呈并排且正向的套设于所述传动轴20上，所述浮体12包括浮块12a及齿柱12b，所述齿柱12b呈纵向设置的矩形框状，所述齿柱12b的下端与所述浮体12固定连接，所述齿柱12b的上端穿过所述固定架13a的矩形框，所述第一齿条15a及第二齿条15b呈纵向且平行的设置于所述齿柱12b的矩形框内两内壁12c上，所述第一飞轮14a伸入所述齿柱12b的矩形框内与所述第一齿条15a啮合，所述第二飞轮14b伸入所述齿柱12b的矩形框内与所述第二齿条15b啮合；所述浮体12上升时，所述第一齿条15a上升带动所述第一飞轮14a正转，所述第一飞轮14a正转带动所述传动轴20正转，此时所述第二飞轮14b反向空转；所述浮体12下降时，所述第二齿条15b下降带动所述第二飞轮14b正转，所述第二飞轮14b正转带动所述传动轴20正转，此时所述第一飞轮14a反向空转；所述传动轴20始终为正转带动所述发电机30持续发电。 

较佳者，如图2-4所示，所述第一飞轮14a的外圈与所述第一齿条15a啮合，所述第二飞轮14b的外圈与所述第二齿条15b啮合，所述传动轴20固定的穿过所述第一飞轮14a及所述第二飞轮14b。所述第一飞轮14a的外圈与内圈同方向转动带动所述传动轴20转动，所述第一飞轮14a的外圈与内圈异方向转动则不带动所述传动轴20转动，所述第二飞轮14b的外圈与内圈同方向转动带动所述传动轴20转动，所述第二飞轮14b的外圈与内圈异方向转动则不带动所述传动轴20转动。 

较佳者，如图1及图6所示，所述发电机30连接于所述固定架13a上。因此所述发电机30可以脱离陆地，有利于本实用新型拖到有需要发电之处进行工作。 

较佳者，如图1所示，所述浮体12呈中空结构。设置所述浮体12为中空结构能够调整所述浮体12在海里受到的浮力的大小，使得所述浮体12受到的浮力与所述浮体12本身的重量大致相同，因而才能使得所述浮体12的升力和其降力大致相同，此外当灾害性的风浪将来临，可以将所述浮体12灌满水儿使之潜入海，从而避开大风浪的破坏。 

较佳者，如图5所示，所述能量转换装置10还包括配重物17，所述配重物17与所述潜水平台11可拆卸的连接。设置所述配重物17能够使得所述潜水平台11稳定在适当的水面下承受得住波浪的沉浮力和浮体12的运动力，保持平稳，确保正常发电。 

较佳者，如图2-4所示，所述能量转换装置10还包括有导轮18，所述导轮18与所述浮块12a固定连接，所述导轮18上开设有导槽18a，所述立柱13b呈滑动的嵌入所述导槽18a内。通过所述导轮18与所述立柱13b的配合，使得所述浮体12在受到波浪冲击时，能够保持在设置位平稳的自由升降，确保正常发电。 

较佳者，还包括有蓄能弹簧40，所述蓄能弹簧40设置于所述传动轴20与所述变速箱30a之间，所述传动轴20通过所述蓄能弹簧40与所述变速箱30a连接。设置所述蓄能弹簧40能够起到一个比较好的缓冲作用和蓄能作用，当波浪猛烈的抛起所述浮体12时，所述蓄能弹簧40能够将这股猛烈力缓慢传递到所述变速箱30a。 

较佳者，如图2-3所示，所述能量转换装置10还包括有限位轮13d，所述限位轮13d装设于所述固定架13a上，所述齿柱12b嵌入所述限位轮13d内。如此设置能确保所述齿柱12b在竖直方向上运动，避免发生偏移。 

较佳者，如图1及图7所示，所述能量转换装置10还包括有变速箱30a，所述变速箱30a连接于所述蓄能弹簧40与所述发电机30之间。通过所述变速箱30a将所述传动轴20的速度进行调整，达到一个更加利于发电的转速。 

结合图1-9，在本实用新型波浪发电机100中，由于所述能量转换装置10包括第一飞轮14a、第二飞轮14b、第一齿条15a及第二齿条15b，所述第一飞轮14a及所述第二飞轮14b呈并排且正向的套设于所述传动轴20上，所述浮体12包括浮块12a及齿柱12b，所述齿柱12b呈纵向设置的矩形框状，所述齿柱12b的下端与所述浮体12固定连接，所述齿柱12b的上端穿过所述固定架13a的矩形框，所述第一齿条15a及第二齿条15b呈纵向且平行的设置于所述齿柱12b的矩形框内两内壁12c上，所述第一飞轮14a伸入所述齿柱12b的矩形框内与所述第一齿条15a啮合，所述第二飞轮14b伸入所述齿柱12b的矩形框内与 所述第二齿条15b啮合；所述浮体12上升时，所述第一飞轮14a沿所述第一齿条15a正转且上升，所述第一飞轮14a带动所述传动轴20正转，此时所述第二飞轮14b反向空转；所述浮体12下降时，所述第二飞轮14b沿所述第二齿条15b正转且下降，所述第二飞轮14b带动所述传动轴20正转，此时所述第一飞轮14a反向空转；所述传动轴20的正转带动所述发电机30发电。本实用新型波浪发电机100利用水中的波浪使浮体12在所述潜水平台11上不断的上升和下降，所述浮体12不断的上升和下降所产生的势能差通过第一飞轮14a与第一齿条15a的啮合或第二飞轮14b与第二齿条15b啮合的将所述是势能差转化传动轴20的连续的正向转动，由上述可知，无论所述浮体12上升还是下降所述传动轴20始终保持正向转动，因此本实用新型通过所述传动轴20连续的正向转动带动所述发电机30发电，从而实现本实用新型波浪发电机100利用波浪发电的目的，此外本实用新型波浪发电机100能够利用潮汐能进行发电，此外，其不受海水的深浅的影响，亦不需要在海底打桩固定，结构简单，成本低廉，有利于推广应用。 

在本实用新型波浪发电机100中的所述发电机30及蓄能弹簧40的内部结构及工作原理已为现有技术，在此不再赘述。 

以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。 

Claims (10)

1.一种波浪发电机，包括：能量转换装置、传动轴及发电机，所述能量转换装置将波浪能转换成机械能并通过传动轴传给所述发电机进行发电，所述能量转换装置包括潜水平台、浮体及固定支架，所述固定支架包括固定架及立柱，所述固定架呈横向设置的矩形框状，所述立柱的底端与所述潜水平台固定连接，所述立柱的顶端与所述固定架固定连接，所述传动轴枢接于所述固定架上与所述发电机连接，其特征在于：所述能量转换装置包括第一飞轮、第二飞轮、第一齿条及第二齿条，所述第一飞轮及所述第二飞轮呈并排且正向的套设于所述传动轴上，所述浮体包括浮块及齿柱，所述齿柱呈纵向设置的矩形框状，所述齿柱的下端与所述浮体固定连接，所述齿柱的上端穿过所述固定架的矩形框，所述第一齿条及第二齿条呈纵向且平行的设置于所述齿柱的矩形框内两内壁上，所述第一飞轮伸入所述齿柱的矩形框内与所述第一齿条啮合，所述第二飞轮伸入所述齿柱的矩形框内与所述第二齿条啮合；所述浮体上升时，所述第一齿条上升带动所述第一飞轮正转，所述第一飞轮正转带动所述传动轴正转，此时所述第二飞轮反向空转；所述浮体下降时，所述第二齿条下降带动所述第二飞轮正转，所述第二飞轮正转带动所述传动轴正转，此时所述第一飞轮反向空转；所述传动轴始终为正转带动所述发电机持续发电。

2.如权利要求1所述的波浪发电机，其特征在于：所述第一飞轮的外圈与所述第一齿条啮合，所述第二飞轮的外圈与所述第二齿条啮合，所述传动轴固定的穿过所述第一飞轮及所述第二飞轮，所述第一飞轮的外圈与内圈同方向转动带动所述传动轴转动，所述第一飞轮的外圈与内圈异方向转动则不带动所述传动轴转动，所述第二飞轮的外圈与内圈同方向转动带动所述传动轴转动，所述第二飞轮的外圈与内圈异方向转动则不带动所述传动轴转动。

3.如权利要求1所述的波浪发电机，其特征在于：所述发电机连接于所述 固定架上。

4.如权利要求1所述的波浪发电机，其特征在于：所述浮体呈中空结构。

5.如权利要求1所述的波浪发电机，其特征在于：所述潜水平台呈中空结构。

6.如权利要求4所述的波浪发电机，其特征在于：所述能量转换装置还包括配重物，所述配重物与所述潜水平台可拆卸的连接。

7.如权利要求1所述的波浪发电机，其特征在于：所述能量转换装置还包括有导轮，所述导轮与所述浮块固定连接，所述导轮上开设有导槽，所述立柱呈滑动的嵌入所述导槽内。

8.如权利要求1所述的波浪发电机，其特征在于：还包括有蓄能弹簧，所述蓄能弹簧设置于所述传动轴与所述变速箱之间，所述传动轴通过所述蓄能弹簧与所述变速箱连接。

9.如权利要求1所述的波浪发电机，其特征在于：所述能量转换装置还包括有限位轮，所述限位轮装设于所述固定架上，所述齿柱嵌入所述限位轮内。

10.如权利要求1所述的波浪发电机，其特征在于：所述能量转换装置还包括有变速箱，所述变速箱连接于所述蓄能弹簧与所述发电机之间。 

Images